第十四届全国表面工程大会

189 / 2022-09-20 09:16:15

TiAlTaN/TiAlBN多层涂层的结构、力学和热性能的研究

TiAlTaN/TiAlBN,多层涂层,硬度,热稳定性,抗氧化性

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多元合金化和多层结构构建是改善TiAlN涂层性能的有效途径。本工作采用阴极弧蒸发技术制备了Ti_0.34Al_0.48Ta_0.18N、Ti_0.42Al_0.54B_0.04N单层和Ti_0.34Al_0.48Ta_0.18N/Ti_0.42Al_0.54B_0.04N多层涂层，并对其结构、力学和热性能进行了研究。 Ti_0.34Al_0.48Ta_0.18N涂层为单相立方结构，硬度为32.4 ± 0.9 GPa；Ti_0.42Al_0.54B_0.04N涂层为立方和六方的两相结构，硬度为32.7 ± 0.9 GPa；具有共格界面的Ti_0.34Al_0.48Ta_0.18N/ Ti_0.42Al_0.54B_0.04N多层涂层为单相立方结构，硬度为38.2 ± 0.9 GPa。Ti_0.34Al_0.48Ta_0.18N、Ti_0.42Al_0.54B_0.04N和Ti_0.34Al_0.48Ta_0.18N/ Ti_0.42Al_0.54B_0.04N涂层在退火过程中因调幅分解而呈现时效硬化效应，且均在900 °C退火后达到硬度峰值，分别为35.0 ± 0.6 GPa、37.1 ± 0.7 GPa和40.0 ± 0.9 GPa。此外，由于Ta、B元素的共同作用，多层涂层的抗氧化性优于单层涂层；在950 °C氧化10小时，Ti_0.42Al_0.54B_0.04N单层涂层已经被完全氧化， Ti_0.34Al_0.48Ta_0.18N和Ti_0.34Al_0.48Ta_0.18N/Ti_0.42Al_0.54B_0.04N涂层的氧化层厚度分别为~2.1和~1.3 mm。